電氣應(yīng)用論文大全11篇

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篇（1）

以往的課堂教學(xué)主要圍繞“教師、書本、課堂”為主體，即以教師講授為主，嚴格按照教學(xué)大綱中規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)識進行授課，然后安排一定學(xué)時的實驗，期末進行理論考試這種模式完成教學(xué)任務(wù)。盡管教師在課堂采用了多種模式的教學(xué)方法，但是講授的一些電氣傳動原理圖對學(xué)生來說還是比較抽象的，導(dǎo)致學(xué)生在日后的工作中對實際的電氣設(shè)備感到十分陌生，并不能很好地跟課本所學(xué)知識聯(lián)系起來，且目前這種按照課本編排順序平鋪直敘講述的方式，使得各門課程之間的聯(lián)系較弱，各科教師之間交流較少，各自完成各自的教學(xué)任務(wù)，缺乏統(tǒng)一性和連續(xù)性。有時甚至出現(xiàn)專業(yè)課程與相關(guān)基礎(chǔ)課程同時進行甚至超前的情況。這就造成學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)分離，無法從整體上掌握各門課程之間的聯(lián)系，從而無法具備完備的實踐、研究、創(chuàng)新能力。

(二)教學(xué)改革

在教學(xué)方式上，改革傳統(tǒng)的“以主講教師為中心”、“以課本內(nèi)容為中心”、“以課堂學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)方式，靈活運用教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。教師課堂講授內(nèi)容不一定對教材面面俱到，應(yīng)有選擇性、針對性的講解，講思路與方法，講學(xué)科前沿發(fā)展，將自己的科研成果融入課堂，傳達創(chuàng)新意識。建議多用討論式教學(xué)，不是要學(xué)生簡單認同，而是鼓勵學(xué)生思考、分析知其所以然，從而達到發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的目的。注重習(xí)題課，鞏固知識的學(xué)習(xí)。在專業(yè)課教學(xué)上，有科研項目或者來自企業(yè)的兼職教師可結(jié)合自己正在研究的課題進行“項目驅(qū)動教學(xué)法”。由項目負責(zé)人選擇項目，教師集體備課，根據(jù)項目確定講授的內(nèi)容和訓(xùn)練計劃。在這個過程中，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師起引導(dǎo)和參謀的左右，強調(diào)學(xué)生分析、解決實際問題能力的養(yǎng)成。通過這一系列的訓(xùn)練，能夠使學(xué)生意識到理論科學(xué)與實際的距離，體驗實際科學(xué)研究過程的復(fù)雜與困難，克服長期被動學(xué)習(xí)而產(chǎn)生的知識吸收性疲勞，有利于開發(fā)創(chuàng)新能力。還要特別注意課堂延伸訓(xùn)練，比如課后作業(yè)要能夠激發(fā)學(xué)生的探索欲望，需要學(xué)生通過查閱大量資料完成。

二、課程創(chuàng)新

(一)現(xiàn)狀分析

課程體系承載著將人類社會在科技發(fā)展中創(chuàng)造積累的科學(xué)認識逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生認識的責(zé)任。科技發(fā)展后必然要對課程體系提出豐富其內(nèi)容、深化其層次乃至取代業(yè)已陳舊的知識體系的要求。該院電氣工程專業(yè)自建立以來，致力于培養(yǎng)電力系統(tǒng)及其自動化，電力電子與電力傳動和高電壓工程等方面的工程管理、設(shè)計研發(fā)、設(shè)備運行維護的高級技術(shù)人才，其主干課程“電機學(xué)”“電力系統(tǒng)分析”“電力系統(tǒng)與繼電保護”“電力系統(tǒng)綜合自動化”“高電壓工程”等作為專業(yè)核心課程在專業(yè)學(xué)習(xí)及生產(chǎn)實際中固然占有重要的地位，然而隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，該課程體系的剛性和單一性、課程結(jié)構(gòu)的銜接不力、教材內(nèi)容的不及時更新和大量重復(fù)，致使學(xué)生自主接收新知識的空間受限，從而使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)受到限制，這樣培養(yǎng)出的應(yīng)用型人才無法滿足社會第一線的需求。

(二)課程改革

1．優(yōu)化人才培養(yǎng)體系。

優(yōu)化人才培養(yǎng)體系包括優(yōu)化課程體系和安排科學(xué)合理的課程設(shè)置，這是實施應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本途徑。重慶理工大學(xué)根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，轉(zhuǎn)變過于強調(diào)基礎(chǔ)課程體系的系統(tǒng)性和完整性的想法，堅持基礎(chǔ)教學(xué)要為專業(yè)教學(xué)服務(wù)，為相通相近學(xué)科搭建基礎(chǔ)課程平臺，按學(xué)科專業(yè)有針對性、選擇性地設(shè)置基礎(chǔ)模塊。以課程群的方式將全部核心課程有機地結(jié)合起來，避免相關(guān)課程之間的內(nèi)容重復(fù)，減少學(xué)時冗余，同時有利于教師以相互有機聯(lián)系的方式傳授知識。與企業(yè)共同開發(fā)專業(yè)課程，適度加大實踐課程模塊學(xué)時比例，提高學(xué)生從業(yè)過程的社會適應(yīng)性。著力構(gòu)建與理論教學(xué)體系相輔相成的、循序遞進的多層次實踐教學(xué)體系。對于電氣工程專業(yè)而言，構(gòu)建以工程設(shè)計為主線，以科學(xué)研究和工程訓(xùn)練為依托，以綜合實踐為助推的現(xiàn)代工程實踐教學(xué)體系。根據(jù)電氣工程行業(yè)對應(yīng)用型人才的需求，修訂新的教學(xué)大綱，制定人才培養(yǎng)計劃。新大綱和培養(yǎng)計劃將科學(xué)劃分專業(yè)知識體系、通識體系和相關(guān)知識的比例問題;注重課內(nèi)與課外、學(xué)校與企業(yè)的結(jié)合問題;加強師資建設(shè)，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu);創(chuàng)建高規(guī)格的實訓(xùn)基地、校內(nèi)實驗場所，建立新穎完善的產(chǎn)學(xué)研合作教育實踐教學(xué)體系，多渠道培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;根據(jù)教學(xué)計劃把企業(yè)專家請進教室，豐富行業(yè)知識，創(chuàng)新課堂教學(xué)形式，完善教學(xué)環(huán)節(jié)和改革考核制度。

2．提升教材質(zhì)量。

教材是進行教學(xué)工作的知識載體，是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的基本保證。只有通過不斷實踐革新，才能不斷提高質(zhì)量。教材建設(shè)方面形成一個專門的教材研究小組，在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過查閱大量相關(guān)文獻和專業(yè)學(xué)位論文，特別是專業(yè)性較強的課程需要跟蹤國內(nèi)外理論與技術(shù)應(yīng)用的最新成果，結(jié)合本專業(yè)學(xué)科建設(shè)成果，將突出的科研項目編入教材，將教師最新的科研成果編入教材。這樣，一方面加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做鋪墊;另一方面，能夠促進學(xué)生積極參與本專業(yè)學(xué)科建設(shè)，提升學(xué)校學(xué)科專業(yè)水平。

三、師資創(chuàng)新

(一)現(xiàn)狀分析

目前教師隊伍建設(shè)相對滯后，特別是實踐教學(xué)師資。由于電氣工程專業(yè)具有較好的就業(yè)前景，使得學(xué)生的就讀愿望非常強烈，這就出現(xiàn)了學(xué)生特別多，師資很有限的情況。我系每位老師平均每年要承擔(dān)5～6門課程，同時還需要承擔(dān)這些理論課對應(yīng)開設(shè)的實驗課，因此教學(xué)任務(wù)繁重，教師無暇顧及自身專業(yè)方面的素質(zhì)提升。對于一些缺少工程經(jīng)歷的教師，若將他們定期輪流地送往企業(yè)培訓(xùn)，目前還缺乏經(jīng)費的持續(xù)支持和制度的長期保障。這種現(xiàn)狀使得現(xiàn)有教學(xué)隊伍整體缺乏對新技術(shù)的了解和掌握，從教師方面就開始與應(yīng)用脫節(jié)，更談不上與實踐相結(jié)合的創(chuàng)新。由于專業(yè)實踐方面的需求，我院盡管也從行業(yè)、企業(yè)中聘請了一些兼職教師，但因人事管理制度和經(jīng)費制約，比例相對較小，滿足不了實踐教學(xué)的需求。對于新引進教師政策方面，過分強調(diào)了學(xué)歷、職稱等條件，這無形中弱化了對工程經(jīng)驗和技術(shù)水平的要求。

(二)師資改革

教師的實踐技能水平如何，直接關(guān)系到實踐教學(xué)的效果。應(yīng)加強對專業(yè)教師實踐能力的培養(yǎng)，從政策上鼓勵那些直接從高校畢業(yè)的青年教師分期分批到專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)第一線去鍛煉，增加實踐經(jīng)歷，盡快將理論知識融會貫通到實踐中，從而完善知識結(jié)構(gòu)，及時了解企業(yè)、行業(yè)新技術(shù)，了解學(xué)生就業(yè)的新需求。從政策上鼓勵教師與企業(yè)開展橫向課題合作，共同參與企業(yè)科技攻關(guān)項目，激勵科研成果向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。要合理利用從行業(yè)企業(yè)聘請的兼職教師。他們大都具有很強的工程背景和實踐能力，更了解社會對人才的需求，同時對本行業(yè)企業(yè)的技術(shù)前沿追蹤得非常緊密;他們對學(xué)生的實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)不可替代，同時又可擔(dān)任青年教師工程技術(shù)指導(dǎo)顧問;他們是聯(lián)系企業(yè)和高校的橋梁，對促進校企合作、開展橫向課題研究都起著關(guān)鍵的作用。強調(diào)把“行業(yè)企業(yè)專業(yè)實踐經(jīng)歷”作為應(yīng)用型大學(xué)教師入職需考慮的重要因素之一。作為應(yīng)用型大學(xué)的教師，不僅要具備較高的學(xué)術(shù)水平還應(yīng)具備較強的應(yīng)用能力，這樣才能培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才，這也是創(chuàng)新教育對高素質(zhì)創(chuàng)新型教師的要求。在新近教師培訓(xùn)中，要指導(dǎo)教師善于挖掘?qū)W生的潛能，鼓勵教師不斷接觸新事物，用自身的創(chuàng)新意識、思維去感染學(xué)生、帶動學(xué)生，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

四、實踐創(chuàng)新

(一)現(xiàn)狀分析

為保證應(yīng)用型人才特定培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，必須要注重學(xué)生實踐應(yīng)用能力的鍛煉，而很多高校在實訓(xùn)基地層面沒有太多的財力支持。很多企業(yè)受生產(chǎn)壓力、經(jīng)濟效益等因素的影響，既想讓新招的應(yīng)屆生具有工程經(jīng)驗，又不愿承擔(dān)人才培養(yǎng)的社會責(zé)任，因此學(xué)生沒有真正結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際的工程實踐訓(xùn)練，沒有感受到所學(xué)知識的實際工程意義和價值。近年來，隨著強調(diào)基礎(chǔ)課程的加強，強調(diào)通才教育而忽視學(xué)生專業(yè)技能培訓(xùn)，工科教育理科化的傾向不容忽視。在系列課程實驗的設(shè)置中也存在一些問題，大多數(shù)都是以成熟的驗證型實驗為主，成為了理論教學(xué)概念的可視化手段，甚至淪為理論教學(xué)的附庸，整個實驗過程需要學(xué)生參與思考的部分較少。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，學(xué)生大都采用專用實驗臺進行操作，這將導(dǎo)致學(xué)生在面臨真正的工程實踐中出現(xiàn)各種各樣的問題時無法適應(yīng)，原因在于他們僅僅是進行機械的操作而缺乏真正的思考。

(二)實踐改革

1．將仿真技術(shù)引入理論教學(xué)進行驗證性教學(xué)。

在課程的初級階段，通過理論性學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上進行驗證性實驗，對于學(xué)生更好地掌握科學(xué)規(guī)律并從中發(fā)現(xiàn)問題起到良好的輔助作用。目前，有關(guān)電氣方面的仿真軟件有MATLAB、SABER等，它們各有所長，針對不同層次的仿真。采用仿真教學(xué)可以避免因錯接電路或電路中可靠性問題引起的失敗，提高了學(xué)生的仿真技能。從而給學(xué)生更多的機會去進行理論、結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新驗證，同時也節(jié)約了實驗平臺建設(shè)所需要的費用。

2．從教材入手以設(shè)計性實驗為主進行實驗教學(xué)。

打破以往以驗證性實驗為主的內(nèi)容，充分利用實驗設(shè)備，組織有實踐經(jīng)驗的教師編寫實驗講義。以實驗項目的形式進行課時分配，每個實驗項目根據(jù)難度分為不同層次，依次為驗證性實驗、仿真實驗，設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗又可以分為必做實驗和選做實驗兩部分，在設(shè)計性實驗中只給出設(shè)計參數(shù)要求或功能要求，給學(xué)生更多的創(chuàng)造性機會;選做實驗主要針對那些創(chuàng)新實踐能力較強的同學(xué)。通過實驗課教學(xué)，有助于學(xué)生正確理解和掌握理論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生思維創(chuàng)新能力，為不同能力的學(xué)生提供不同的施展平臺。以項目的形式開發(fā)實驗課程還有助于學(xué)生形成整體的工程設(shè)計思路，對所學(xué)知識體系能夠形成統(tǒng)一的整體從而達到融會貫通，真正提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

篇（2）

（一）能高效、準確控制電氣工程現(xiàn)代控制技術(shù)以數(shù)字信息為載體，所以通常利用發(fā)送數(shù)字、代碼、信息的方式指令，來完成控制操作。為確保多個指令能夠第一時間發(fā)送出去、準確傳送到指定功能模塊、正確指導(dǎo)系統(tǒng)工作，系統(tǒng)必須設(shè)置獨立、且具備抗干擾能力的信息交流中心，依靠其交互功能，實現(xiàn)信息的生成、傳播、控制與管理。

（二）能全面監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)大多數(shù)電氣工程的裝置和設(shè)備都是全天候運行的，長時間工作，勢必會導(dǎo)致運行故障的發(fā)生，為此，現(xiàn)代控制技術(shù)還要擔(dān)負起監(jiān)控電氣工程運行狀態(tài)的責(zé)任，24小時監(jiān)督工程內(nèi)各系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)立即報警信息，同時，指明故障位置、故障源、故障影響，以及相關(guān)故障資料。工作人員接收到信息后，可第一時間做出反映，修復(fù)系統(tǒng)、設(shè)備，使電氣工程盡快恢復(fù)運行。

（三）具有較高的安全性對于電氣工程而言，“安全”是生產(chǎn)不可忽視的重要原則之一，因此，為避免內(nèi)、外部環(huán)境因素給電氣工程造成運行障礙和影響，現(xiàn)代控制技術(shù)不但要具備監(jiān)控能力，還要擁有較強的自清自查能力，可獨立清除、控制安全隱患。同時，現(xiàn)代控制技術(shù)還應(yīng)針對電氣工程眾多管理項目，設(shè)置單元模塊（如：運行監(jiān)控模塊、電氣工程設(shè)施養(yǎng)護模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、工作人員維護操作模塊、電子工程管理模塊等），通過層層過濾的方式，提高技術(shù)應(yīng)用的安全性。只有這樣，現(xiàn)代控制技術(shù)才能為電氣工程提供安全、可靠的運行環(huán)境。

二、現(xiàn)代控制技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

（一）幫助電氣工程創(chuàng)建完整的控制系統(tǒng)眾所周知，電氣工程由多個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，要想讓這些單元結(jié)構(gòu)能夠獨立、連續(xù)的完成工作，現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)承擔(dān)選擇功能、設(shè)置功能、計劃功能、解釋功能等多種責(zé)任。首先，在各功能模塊上設(shè)置監(jiān)控器，監(jiān)測它們的操作行為、運行狀態(tài)，并以數(shù)據(jù)的形式記錄，轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中，如此，控制技術(shù)既可以依靠“復(fù)制數(shù)據(jù)”找出控制方式，又能隨時檢索系統(tǒng)運行信息，查找故障問題；其次，創(chuàng)建中樞系統(tǒng)、裝置、設(shè)備的聯(lián)動控制機制，以“作業(yè)任務(wù)”的形式分配任務(wù)，以便于系統(tǒng)可以同步、集中處理重要“運行信息”，不耽誤電氣工程正常工作；最后，因為電氣工程系統(tǒng)、裝置、設(shè)備的運行功能復(fù)雜、多樣，所以要想正確下達指令，明確指令內(nèi)容要求相對困難，利用現(xiàn)代控制技術(shù)，可將許多復(fù)雜的指令編撰成“編碼”，由翻譯器統(tǒng)一處理，如此一來，不僅方便了操作，電氣工程控制管理效率、水平也會大大提升。

（二）科學(xué)選擇控制系統(tǒng)設(shè)備計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，給電氣工程控制管理提供了多個便利條件、多種選擇可能，所以，作為控制管理的中樞，現(xiàn)代控制技術(shù)必須慎重選擇控制系統(tǒng)設(shè)備，使其與電氣工程形成配合，達到最佳管理效果。一方面，控制系統(tǒng)設(shè)備要具備信息分類、收集、檢索、處理功能，將復(fù)雜、且數(shù)目龐大的電氣工程數(shù)據(jù)集中整合到數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)管理、控制需要，高效檢索、準確處理、順利傳遞出去；另一方面，控制系統(tǒng)設(shè)備還應(yīng)具備信息翻譯、解釋、轉(zhuǎn)換能力，因為電氣工程中的裝置、設(shè)備不可能使用統(tǒng)一的編碼、指令形式，所以如果兩個運行系統(tǒng)、裝置的指令信息代碼不同，控制設(shè)備應(yīng)能夠兼容分辨，做出正確的處理和判斷，完成智能化、自動化控制。

（三）加強電氣工程內(nèi)、外部環(huán)境管理電氣工程內(nèi)、外部工作環(huán)境的監(jiān)測工作是其安全生產(chǎn)工作的重中之重，所以，現(xiàn)代控制技術(shù)管理工作的重要內(nèi)容便是環(huán)境監(jiān)測、管理，主要內(nèi)容包括：監(jiān)控電氣工程電流、溫度、濕度、電壓、電功率等基礎(chǔ)運行指標數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)階段時間內(nèi)這些指標數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大波動變化，會立即發(fā)出報警信號；管理、控制電氣工程內(nèi)其他非主要工作設(shè)備的運行狀態(tài)，比如啟動空調(diào)、除濕設(shè)備、穩(wěn)壓設(shè)備、變壓設(shè)備、變頻設(shè)備等。

三、現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用發(fā)展趨勢

篇（3）

近些年來，逐漸新興了一種科學(xué)技術(shù)，也就是人工智能，它有著較為廣泛的研究范圍，涉及到諸多方面的內(nèi)容，如哲學(xué)、認知科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)等，這些不同的學(xué)科領(lǐng)域，都將人工智能作為互相滲透的平臺，進而形成一種綜合性的學(xué)科。具體來講，人工智能是借助于計算機，來對人的某些思想和智能行為進行模擬，在諸多方面都可以應(yīng)用。從本質(zhì)上來講，人工智能就是將一些比較復(fù)雜的工作由機器人來完成。

2人工智能在電氣工程中的優(yōu)勢

2.1不會受到其他因素較大的干擾：傳統(tǒng)的控制器在構(gòu)建模型的過程中，很多因素都會對其造成影響，比如模型設(shè)置參數(shù)發(fā)生了改變、計算中數(shù)值的類型發(fā)生了改變等等，而將人工智能應(yīng)用到電氣自動化中，不需要對精確的動態(tài)模型進行獲取，要沒有其他的要求，不會受到外界較大的影響。

2.2可以方便的調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)：通過適當(dāng)調(diào)整人工智能的相關(guān)參數(shù)，可以促使智能函數(shù)的性能得到有效提升，相較于傳統(tǒng)的控制器，人工智能控制調(diào)節(jié)起來更加的方便，并且比較的簡單，有著較強的適應(yīng)能力，人工智能控制器可以結(jié)合相應(yīng)數(shù)據(jù)，借助于相應(yīng)的信息來進行設(shè)定，可以結(jié)合具體情況來適當(dāng)?shù)男薷暮蛿U展設(shè)定的參數(shù)。

2.3具有較好的一致性：傳統(tǒng)的控制方法都是針對特定目標，這種控制方法對于特定目標有著較好的效果，但是卻無法控制其他的對象。相較于傳統(tǒng)的控制方法，電氣工程中人工智能控制一致性較好，即使驅(qū)動器有著不同的特性，將一些新的未知數(shù)據(jù)給輸入進來，它們也可以科學(xué)的判斷和估計。

3人工智能在電氣工程自動化中的應(yīng)用

3.1優(yōu)化設(shè)計電氣設(shè)備：這個工作比較的復(fù)雜，需要具備較為豐富的基礎(chǔ)知識，并且能夠?qū)⑦^去積累的設(shè)計經(jīng)驗給充分運用起來。過去在產(chǎn)品設(shè)計中，通常采用的是人工手動制作，那么就很難獲得最優(yōu)方案。如今，計算機技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，計算機輔助設(shè)計逐漸取到了傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，那么就在較大程度上縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。通過將人工智能引入到CAD技術(shù)中，可以促使設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計效率得到提升。研究表明，主要是將遺傳算法和專家系統(tǒng)應(yīng)用到電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計中；遺傳算法因為比較的先進，計算結(jié)果有著較高的精度，因此，在電氣產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用遺傳算法和衍生算法。專家系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用，電氣設(shè)備故障的發(fā)生，往往是不確定和突發(fā)的，但是故障發(fā)生之前，會有一些預(yù)兆出現(xiàn)。那么采用專家系統(tǒng)，就可以有效診斷故障。

3.2診斷電氣設(shè)備的事故以及故障：在電氣領(lǐng)域中，采用傳統(tǒng)的診斷方法，往往沒有較高的準確性，并且對于一些重要設(shè)備，如發(fā)動機、發(fā)電機、變壓器等，很容易出現(xiàn)故障和事故。過去的方法是對變壓器油產(chǎn)生的氣體進行收集和分析，然后結(jié)合分析結(jié)果來判斷故障，這樣大量的時間資源就會遭到消耗，并且浪費人力成本。要知道，事故和故障都是突然出現(xiàn)的，需要快速的解決，如果無法及時診斷，或者是采取了不正確的處理方法，那么就會帶來較為嚴重的后果。針對這種情況，可以將人工智能技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論和專家技術(shù)等融入到電氣故障和事故診斷中，這樣故障診斷準確率就可以得到大幅度的提升，生產(chǎn)效率得到提高。

3.3分析電氣控制過程中的有效應(yīng)用：電氣控制在電氣化系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用。電氣控制要求技術(shù)人員嚴格進行操作，并且有著較為復(fù)雜繁瑣的操作步驟。那么相關(guān)的研究工作人員，一直努力解決的問題就是對操作效率進行提升。針對這種情況，就可以將人工智能給應(yīng)用過來，人工智能化將計算機或者自動計算等先進技術(shù)給應(yīng)用了過來，對于部分人類勞動可以代替，采用界面化的形式，這樣日常操作過程中的操作流程就得到了簡化，并且可以遠程控制和操作電氣系統(tǒng)。此外，還可以及時儲存某些重要的信息和資料，這樣日后查閱起來更加的方便。借助于本項技術(shù)，還可以生成報表，那么就不需要投入較多的人力物力資源，工作效率和工作質(zhì)量得到了顯著提升。在這個方面，主要是應(yīng)用專家系統(tǒng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊控制等等，其中，借助于電氣傳動過程中的直流及交流傳動作用，就可以有效實現(xiàn)模糊控制。

3.4實現(xiàn)控制及保護功能：如今人工智能可以自動實時采集和處理所有開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)，并且結(jié)合一定的要求，定制整理。借助于圖像生產(chǎn)軟件，可以真實模擬顯示電子系統(tǒng)的歷史運轉(zhuǎn)情況。操作人員結(jié)合實際情況，分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，構(gòu)建圖表。相較于正常的字符數(shù)據(jù)，圖像和畫面需要占用更多的系統(tǒng)資源，因此，還需要將實際控制端設(shè)備的硬件條件給充分納入考慮范圍，這樣就可以避免因為對大量運算資源耗費，而對其他重要控制程序的運行造成影響，甚至是出現(xiàn)卡死問題。在操作控制方面，操作人員借助于鍵盤或者鼠標，可以現(xiàn)場以及遠程控制隔離開關(guān)與斷路器等等。

篇（4）

電機驅(qū)動和控制裝置要經(jīng)受某些嚴酷的工作環(huán)境，而且要求能夠連續(xù)和可靠地運行。現(xiàn)場的故障是無法避免的，選擇正確的電路保護策略將有助于確保產(chǎn)品的可靠性，并將制造商和客戶的維修成本控制在最低。采用泰科電子公司Raychem電路保護部提供的PolySwitchPPTC可復(fù)位電路保護器件，開發(fā)出更為穩(wěn)固和可靠的產(chǎn)品，在電機的驅(qū)動和控制系統(tǒng)中能對某些常見的故障提供保護。

PPTC器件的小巧外形有助于節(jié)省寶貴的電路板空間，由于其具備自復(fù)式功能，因此可以允許布置在用戶無法接觸到的位置，這與傳統(tǒng)保險絲需要布置在用戶能夠方便更換的位置相比具有明顯的差異。由于PPTC器件是固態(tài)器件，因此還能夠耐受機械沖擊和振動，可為各種不同的應(yīng)用場合提供可靠的電路保護。

電源保護

PolySwitch

圖2：PPTC器件對輸入/輸出接口的保護。

PPTC器件一直以來應(yīng)用于電源直流輸出端的過載和短路保護。在開發(fā)出LVR系列產(chǎn)品后，目前PolySwitch器件已經(jīng)可以應(yīng)用在電源輸入端的交流主電路中，將交流線路變壓器和其它線路側(cè)設(shè)備置于它的保護范圍內(nèi)。這些產(chǎn)品能夠在中性線不小心處于斷開狀態(tài)或交流線電壓用于24VAC輸入端時，能夠為電源提供保護。

LVR器件適用于電源系統(tǒng)，在120VAC和240VAC電壓下，其最大輸入電流可高達400毫安。而電流更大的電源系統(tǒng)可以將PolySwitch器件安置在次級端的輸出電路，用于保護由于過電流狀態(tài)所引發(fā)的電源故障(如圖1所示)。

輸入/輸出接口的保護

許多驅(qū)動器和控制裝置均配備了通訊和數(shù)據(jù)接口，用于各個系統(tǒng)元件之間的信息傳輸。而這些接口的接線有時會與交流或直流電源電纜并排敷設(shè)。這些線束可能由于正常的磨損、意外事故、安裝接線錯誤或在中央配電箱上進行的誤操作，而出現(xiàn)短路現(xiàn)象。如果電源電纜與通訊電線出現(xiàn)短路現(xiàn)象，PolySwitch器件能夠保護任何與這條短路線路相連接的系統(tǒng)，以免造成通訊接口的損壞。在某些情況下，這種現(xiàn)象有可能影響到很多系統(tǒng)。而PolySwitch器件在保護接口處所起的作用，可以明顯地降低設(shè)備常見故障的停運時間和修理成本(如圖2所示)。

過熱保護

由于PolySwitch器件能夠?qū)碜酝獠康臒崃亢蛢?nèi)部電流產(chǎn)生的熱量所引發(fā)的溫度上升作出響應(yīng)，并可與高壓設(shè)備建立起熱量方面的聯(lián)系，為高壓設(shè)備提供過熱保護。建立這種熱量聯(lián)系可以通過將這些器件布置成與高壓設(shè)備發(fā)生接觸或靠近高壓設(shè)備的方式來實現(xiàn)。

此接觸的方式使該器件能夠很容易地與設(shè)備形成物理接觸，從而提高了保護的效果。在這類設(shè)備中，變壓器是一個很好的例子，PolySwitch器件可以捆綁在外部線圈上或外殼上(如圖3所示)，從而建立起熱量聯(lián)系，還可以在設(shè)計時結(jié)合到電路中，使其具備在變壓器過熱時向控制器發(fā)送警告，系統(tǒng)馬上停止運行。

近距離方式適用于電源半導(dǎo)體部件的保護，而且在小型的表面貼裝PolySwitch器件與電源器件同處于一個銅底板時效果最好。這是一種成本低廉的熱量聯(lián)系方式，使PolySwitch器件能夠在溫度超過其動作點時進行動作，同時通知電源器件處于過熱狀態(tài)下時應(yīng)該停止運行。

在這種應(yīng)用中，會存在一定程度的熱延遲現(xiàn)象，所以這一保護方案無法保護大電流部件以及部件在毫秒級的時間內(nèi)就發(fā)生故障的電源器件。但是，對于絕大多數(shù)的過負載狀態(tài)，這種配置均可以對電源器件提供保護。

運動機械均有可能出現(xiàn)堵塞或斷裂故障，并可導(dǎo)致電機失速。在電機失速時繼續(xù)供給電源會導(dǎo)致電機的損壞和/或驅(qū)動裝置的損毀。將PolySwitch器件與電機驅(qū)動器串聯(lián)起來(如圖4所示)，可以保護電機和驅(qū)動電子電路，防止在失速或負載過大的狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生故障。在故障清除后(而且電源斷開后)，系統(tǒng)可以重新開始正常的運行，無需進行維護或更換部件。多年以來，PolySwitch器件一直是汽車工業(yè)中最為常用的保護車座、車窗和其它電機的方案。

在這些應(yīng)用中，使用PolySwitch器件要求考慮串聯(lián)電阻的阻值和器件的最大保持電流額定值。室溫下的最大工作電流為：16V以下為15A，30V以下為9A。

在這些應(yīng)用中，當(dāng)這些系統(tǒng)由于過電流或過熱狀態(tài)而導(dǎo)致外部故障時，PolySwitch器件能夠允許電機驅(qū)動和控制器系統(tǒng)繼續(xù)運行。其優(yōu)點在于提供了一種功能強大和可靠的產(chǎn)品，在其它部件出現(xiàn)故障時可以保護系統(tǒng)。

汽車IEEE1394網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

在汽車工業(yè)中，家庭生活方式與汽車日益緊密的聯(lián)系方興未艾。采用由美國汽車多媒體接口協(xié)會(AMI-C)制訂的標準化全球接口，就能方便地與各種消費電子設(shè)備相連，并為這些設(shè)備的快速安裝提供便利。在消費電子業(yè)界稱為IEEE1394串行總線的網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計時以多媒體內(nèi)容的傳輸為目標。這一針對汽車工業(yè)的附加標準被稱為IDB-1394，由“1394聯(lián)合汽車工作組”制訂。

IDB-1394設(shè)計用于高速多媒體應(yīng)用，即在車內(nèi)快速傳輸大量的信息。這項開放式的標準允許便攜式的電子設(shè)備與車載網(wǎng)絡(luò)之間進行連接和互動操作，為兩者建立了溝通渠道。

電源接口需要提供過電流保護，而現(xiàn)有的汽車體系所使用的電源標準是在多年以前頒布的。由于用戶便利端口(CCP)用于傳輸信號和供電，所以必須對它進行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入到商品時，發(fā)生短路或造成下行設(shè)備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠。

應(yīng)用綜述

如圖5所示，車載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)可分為內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)和用戶便利端口(CCP)。目前的技術(shù)規(guī)格將內(nèi)嵌式塑料光纖(POF)車載網(wǎng)絡(luò)定義為與現(xiàn)有的MOST(媒體定向系統(tǒng)傳輸)技術(shù)相似的規(guī)格。但是，前者的架構(gòu)更加穩(wěn)固、能夠提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且更易于實現(xiàn)。這個網(wǎng)絡(luò)能夠連接各種電子設(shè)備，例如DVD播放機、視頻顯示屏、導(dǎo)航系統(tǒng)、收音機接收設(shè)備、通訊設(shè)備，如無線電話或應(yīng)急自動遠程通信及信息處理技術(shù)術(shù)語，以及其它的多媒體應(yīng)用。

這套視頻-音頻網(wǎng)絡(luò)包括一個CCP，可供乘客將自己的CD機、游戲機和其它應(yīng)用1394總線的設(shè)備和外設(shè)連接到網(wǎng)絡(luò)中，所配電纜通用于家中和車上。

電路保護要求

在熱插拔汽車環(huán)境中，由于客戶經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開各種外設(shè)，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。電源接口要求具備過電流保護的功能，而應(yīng)用于目前汽車系統(tǒng)中的現(xiàn)有電源標準是多年以前制訂的。因為用戶便利接口用于傳輸信號和供電，所以必須對它進行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入接口時，發(fā)生短路或造成下行設(shè)備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠，而且最好是能夠復(fù)位的。

圖5：車載視頻-音頻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

電流限制可以通過使用電阻、保險絲、開關(guān)或PPTC器件來實現(xiàn)。目前很少采用電阻保護方案，因為它會在正常電流狀態(tài)下產(chǎn)生過大的電壓降。有可能采用一次性保險絲方案，但是這種保護易于損壞，而且必須在發(fā)生故障后予以更換。雙金屬開關(guān)的局限性在于它存在反復(fù)接通，并有可能導(dǎo)致觸點熔連故障。在很多汽車應(yīng)用中，最好的保護方案為PPTC器件，這種器件在正常工作狀態(tài)下呈現(xiàn)低阻抗，而在發(fā)生故障時呈現(xiàn)高阻抗。

PolySwitchPPTC器件廣泛用于IEEE1394應(yīng)用，經(jīng)常為計算機、外設(shè)和便攜式電子設(shè)備提供可復(fù)位式電路保護。在汽車多媒體應(yīng)用中，這種器件常用于為連接到汽車網(wǎng)絡(luò)的GPS定位設(shè)備、CD換片機、音響和其它電子外設(shè)的輸入輸出接口提供電路保護(如圖6)。

PPTC器件與傳統(tǒng)的熔斷器相似之處在于：能夠在故障產(chǎn)生和持續(xù)狀態(tài)下限制危險的大電流；而不同之處在于：在故障消除后和/或電路電源斷開后，PPTC器件能夠自行復(fù)位。另一項優(yōu)點是這種器件較為小巧，能夠直接安裝在電路板上，并且可安裝在電子模塊、接線盒和配電中心部件內(nèi)。

采用通用電子工業(yè)標準的車載產(chǎn)品能夠有助于客戶利用新面市的產(chǎn)品來升級汽車。而通用的總線也有助于汽車制造商在技術(shù)進步、不斷超前汽車設(shè)計循環(huán)周期的情況中，解決由此引發(fā)的技術(shù)過時的問題。在熱插拔汽車環(huán)境中，由于客戶經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開各種外設(shè)，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。而PPTC器件為這一問題提供了有效的過電流保護方案。這種可復(fù)位的電路保護器件也有助于制造商生產(chǎn)出安全可靠的產(chǎn)品，以滿足管理機構(gòu)的要求，并且降低產(chǎn)品保修和修理成本。

圖6：PolySwitchPPTC器件可幫

助電路設(shè)計師滿足電路設(shè)計的

安全需求，并為連接到車載網(wǎng)絡(luò)

中的電源接口、遠程信息處理設(shè)備和

篇（5）

1.1Internet的應(yīng)用

隨著Internet的普及，在Internet站點的主頁上，可以建立以下應(yīng)用：

a)查詢電管業(yè)務(wù)，如電價、報裝流程等。

b)查詢停電通知。用戶可以到網(wǎng)站上查詢停電的時間和影響范圍(可以地圖的方式表示出來)，也可以通過電子函件收到有關(guān)的停電通知。

c)查詢用電和交費情況，包括通過電子函件的方式，用戶收到每月的電費單。

d)進行用電申請、報裝進度查詢等等。

e)隨著電子商貿(mào)的發(fā)展，用戶通過信用卡在網(wǎng)上交費。

1.2intranet的應(yīng)用

供電企業(yè)是一個大型的企業(yè)，員工多，部門多，工作地點分散，業(yè)務(wù)種類繁雜，這就需要一種強有力的手段，使企業(yè)內(nèi)部的信息能有效交流，各部門協(xié)調(diào)一致地工作以完成任務(wù)，對外界環(huán)境的變化能及時作出反應(yīng)。在intranet上，可以實現(xiàn)以下應(yīng)用和功能：

a)辦公自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)公文傳送和審批的自動化，極大地提高了處理業(yè)務(wù)流程的自動化程度。

b)綜合查詢系統(tǒng)。基于各個應(yīng)用軟件管理系統(tǒng)，如用電管理、財務(wù)管理、人事管理、運行管理、SCADA系統(tǒng)，實現(xiàn)綜合信息查詢。

c)信息。各部門可把通知、情況介紹、規(guī)章制度及時出去。

d)電子函件。職工有自己的電子信箱，方便對內(nèi)和對外交流。

e)新聞組。職工可在intranet上就工作和一些熱門話題進行討論，結(jié)合netmeeting可開發(fā)出簡單實用的電視電話會議系統(tǒng)。

最終，計算機成為每個職工工作不可缺少的一部分。每天一上班，他就從計算機了解任務(wù)，處理業(yè)務(wù)，記錄結(jié)果。連請假、報銷、獎金發(fā)放等等日常事務(wù)，都通過計算機通知或?qū)崿F(xiàn)。即使出差在外或在家，也可通過撥號上網(wǎng)來了解情況或處理業(yè)務(wù)。這樣，避免了繁瑣的公文旅行，提高了工作效率，嚴格了管理制度，供電企業(yè)的管理就達到了一個新的水平。

2Internet／intranet在供電企業(yè)的解決方案

實現(xiàn)Internet／intranet技術(shù)的應(yīng)用，有多種可選擇方案。選擇方案時應(yīng)考慮以下因素：首先，要保護原有的硬件和軟件投資；其次，選用的方案要有發(fā)展的余地，選用的產(chǎn)品要能得到有效的支持和及時的升級，提品的公司應(yīng)具備領(lǐng)先的技術(shù)和良好的發(fā)展前景。

目前，國內(nèi)比較流行的有Microsoft和IBMLotusDomino／Notes的解決方案。

2.1IBM方案

IBMLotus公司采用LotusDomino企業(yè)集成工具構(gòu)造Internet／intranet的企業(yè)解決方案。LotusDomino是群件和電子函件服務(wù)器。LotusNotes客戶機裝群件和電子函件，包含E-mail、日歷、時間表、閑談屋、討論廳、Web導(dǎo)航器等等功能，也可利用NotesDesignerforDomino進行應(yīng)用開發(fā)。

2.2Microsoft方案

Microsoft公司有一系列的Internet／intranet方案產(chǎn)品，而且升級非常快。后端服務(wù)器主要配置WindowsNT,IIS,SQLserver,Exchangesever。前端主要是Win95(Win98),Office,IE,現(xiàn)在推出Visualstudio6.0，包含各種產(chǎn)品工具，有Visualbasic,VisualC＋＋，Visualfoxpro,VisualJ＋＋，VisualInterDev,Visualsourcesafe,可以支持全面的前端應(yīng)用開發(fā)。

此外，可選用Proxyserver,DNSserver,Siteserver,MTS,MTSQ等產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫除了SQLserver外，也可以和ORACLE，Sybase,X-base等聯(lián)接。

Internet／intranet在企業(yè)的應(yīng)用中，其核心仍然是數(shù)據(jù)的處理，但它是用統(tǒng)一的、圖形化的界面，使用戶更方便地處理數(shù)據(jù)。在Internet／intranet開發(fā)中，采用三層架構(gòu)(3-tier)，即應(yīng)用層(presentation)、業(yè)務(wù)層(businesslogic)、數(shù)據(jù)層(dataservice)，并采用分布式組件對象模型(DCOM)的方式建立應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的性能，有很好的可伸縮性和一致性，無論應(yīng)用的大小，它都可以適應(yīng)要求。

在Web應(yīng)用上，采用動態(tài)頁面(DHTML)技術(shù)，以ADO(activeXdataobject)接口實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的交互。一般的應(yīng)用頁面，用FrontPage和VisualInterDev開發(fā)，所需的ActiveX控件用VisualBasic或VisualC＋＋開發(fā)。

在intranet中，需要進行專門的Web開發(fā)以實現(xiàn)應(yīng)用，同時，MSOffice的作用也不可忽視，特別是在辦公自動化方面。Office97已經(jīng)支持Web應(yīng)用，因此，在信息交流及數(shù)據(jù)分析方面，和瀏覽器(IE)有很好的互補作用。例如，通過對象引用，IE可以直接調(diào)用Word,Excel等軟件，而Word,Access等Office軟件也可以直接生成HTML的文件。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，整個網(wǎng)絡(luò)都實行結(jié)構(gòu)化布線，主要運行TCP／IP協(xié)議，采用B類網(wǎng)，通過路由器將網(wǎng)絡(luò)分為9個子網(wǎng)。原有的網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接DDN專線和Internet相聯(lián)。考慮到內(nèi)部用戶可通過撥號連接，增加了訪問服務(wù)器。為了系統(tǒng)安全，采取內(nèi)部WWW和外部WWW相隔離的辦法，并在外部WWW服務(wù)器上運行防火墻軟件。

核心數(shù)據(jù)服務(wù)器采用ALPHA8000，運行DigitalUnix4.0d,數(shù)據(jù)庫Oracle8.0.4。E-mail服務(wù)器采用ALPHA4000，運行WindowsNTServer4.0,ExchangeServer。工作站基本上都運行Windows95(98),MSOffice,IE。交換機為CISCOCatalyst5500,CISCOCatalyst3000。路由器為CISCO4501和CISCO2501(接各區(qū)網(wǎng)點)。訪問服務(wù)器為Cisco2511。集線器為3COMsuperstackⅡ。網(wǎng)卡為3COM3C905B-TX。傳輸介質(zhì)為AT&T1061，5類UTP。

在系統(tǒng)平臺基本就緒以后，逐步建立intranet的應(yīng)用。例如，在intranet基礎(chǔ)上的電費查詢系統(tǒng)(可以平移到Internet)。在聯(lián)網(wǎng)的計算機上，只要運行IE，就可以訪問到ALPHA4000上的Web服務(wù)器。有關(guān)人員在通過密碼驗證后，就可以訪問到存放在ALPHA8000服務(wù)器上的每個用戶1a的電費數(shù)據(jù)和有關(guān)資料。

3結(jié)束語

展望未來，建立起Internet／intranet應(yīng)用，能夠樹立企業(yè)形象，提高管理水平和服務(wù)質(zhì)量，這對一個在新形勢下面向市場的供電企業(yè)，有很大的現(xiàn)實意義。

篇（6）

電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)的自動化，提升工藝的運行水平。電氣自動化控制是一類新型的技術(shù)，核心是電子技術(shù)，可以大面積地應(yīng)用到設(shè)備行業(yè)中。電氣自動化控制的技術(shù)能力高，通過不同技術(shù)的相互配合，實現(xiàn)電氣自動化的運行控制，而且自動化控制是電氣運行中的核心，保障生產(chǎn)的精確性和運行速率。電氣自動化控制能夠以少量程序控制多個變量，各個控制對象處于相互配合的狀態(tài)，提升了系統(tǒng)操作的水平，監(jiān)督被控對象的運行過程，期間修正被控對象的運行狀態(tài)，使其具備準確、合理的運行方式。 

2 電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展 

2.1 智能化 

電氣自動化控制技術(shù)下的產(chǎn)品、系統(tǒng)等，能夠根據(jù)指令智能化的完成操作，簡化操作服務(wù)的流程。智能化是電氣自動化控制技術(shù)的首要發(fā)展方向，正是由于智能化的要求，促使電氣自動化控制技術(shù)與信息技術(shù)、通訊技術(shù)相互融合，注重技術(shù)中的性能開發(fā)，體現(xiàn)技術(shù)控制的速率。 

2.2 節(jié)約化 

節(jié)約化發(fā)展，是指電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用中實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。例如：電氣自動化控制技術(shù)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，其可輔助使用新能源，同時控制照明燈具的使用，延長燈具的使用壽命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明設(shè)備的質(zhì)量。 

2.3 信息化 

電氣自動化控制技術(shù)的信息化發(fā)展，改進了技術(shù)運行的方式，使電氣自動化中，以信息控制為基礎(chǔ)，引進互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等理論，支持電氣自動化的控制運行。 

2.4 統(tǒng)一化 

電氣自動化控制技術(shù)拉近了各個行業(yè)之間的距離，融入各項技術(shù)的同時，朝向統(tǒng)一化的方向發(fā)展。在電氣自動化控制技術(shù)的作用下，行業(yè)間遵循相同的設(shè)計標準，使用方法、維護策略等，都逐步統(tǒng)一，在降低行業(yè)建設(shè)難度的同時，體現(xiàn)統(tǒng)一化發(fā)展的優(yōu)勢[1]。電氣自動化控制技術(shù)的統(tǒng)一化發(fā)展，消除了行業(yè)之間潛在的發(fā)展矛盾，提升行業(yè)資源的利用效率，加快了信息傳輸、使用的速率。 

3 電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用 

3.1 工業(yè) 

工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，因為工業(yè)規(guī)模較大，對電氣自動化控制的需求大，所以我國積極推進電氣自動化控制技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，致力于改善傳統(tǒng)工業(yè)的運營方式[2]。PLC是電氣自動化控制技術(shù)的主要元件，其為一項可編程邏輯控制器，以工業(yè)企業(yè)為例，分析PLC的應(yīng)用。該工業(yè)為機械制造企業(yè)，基于PLC的電氣自動化控制技術(shù)，為機械制造系統(tǒng)提供了相關(guān)的控制，PLC根據(jù)機械制造的需求，編寫了操作指令和邏輯運算程序，簡化了機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)的操作，而且PLC的準確度高，規(guī)避了該企業(yè)生產(chǎn)的誤差，實現(xiàn)了機械制造的自動化、信息化生產(chǎn)，PLC寫入編程后，控制了機械制造的過程，同時控制機械制造的參數(shù)，包括尺寸、溫度信息等，按照該企業(yè)機械制造的指令，構(gòu)成閉環(huán)生產(chǎn)方式，優(yōu)化機械制造的工藝流程，而且該企業(yè)在PLC中設(shè)計了PID模塊，通過PID子程序，準確控制PLC的內(nèi)部編程，預(yù)防機械制造中出現(xiàn)問題。 

3.2 交通業(yè) 

電氣自動化控制技術(shù)在交通業(yè)中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在車輛運輸上，還表現(xiàn)在紅綠燈、監(jiān)控系統(tǒng)等方面。車輛上的元件、器件等，基本都是電氣自動化控制技術(shù)的體現(xiàn)，提供專業(yè)的自動化控制，保障車輛通行的安全[3]。例如：電氣自動化控制技術(shù)在電子眼中的應(yīng)用，代替警察執(zhí)法，實現(xiàn)自動化的違章取證，電子眼監(jiān)督交通系統(tǒng)中的車輛運行，抓拍違法行為，提交到交通局的操作系統(tǒng)內(nèi)，減輕了交通執(zhí)法的工作負擔(dān)，電氣自動化控制技術(shù)彌補了電子眼的缺陷，促使其可更準確、更快速、更清晰地實現(xiàn)抓拍取證，提升電子眼對交通運輸?shù)谋O(jiān)控能力，有效控制電子眼的運行，以免交通執(zhí)法中出現(xiàn)漏洞。我國各地政府在交通業(yè)建設(shè)中，積極引進電氣自動化控制技術(shù)，完善交通監(jiān)控體系，目前，測速器、屏顯等多個交通項目中，均涉及到電氣自動化控制技術(shù)的使用。 

3.3 農(nóng)業(yè) 

農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)支持，為了推進農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，引入電氣自動化控制技術(shù)，全面建設(shè)智能農(nóng)業(yè)，加快農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展速度。以某地區(qū)農(nóng)業(yè)中的大棚種植為例，分析電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用。該地區(qū)傳統(tǒng)的大棚種植，是根據(jù)農(nóng)民種植經(jīng)驗分配工作，一旦控制不好溫度、濕度，即會影響大棚種植的經(jīng)濟效益。研究人員將電氣自動化控制技術(shù)引入到大棚種植內(nèi)，以育秧大棚為對象，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，大棚內(nèi)安裝不同屬性的無線傳感器，專門收集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，如：光照、含水量等，進行自動化的信息采集，傳感器采集的信號傳輸?shù)娇刂浦行模葘藴实膮?shù)指標，種植人員掌握大棚育秧的實際情況，同時根據(jù)對比結(jié)果調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境，遠程控制特定的設(shè)備。該大棚內(nèi)部安裝了高清視頻，同樣接入到控制中心，種植人員可以隨時查看育秧的狀態(tài)，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，輔助構(gòu)建管理平臺，劃分為四個功能模塊，分布是傳感采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠程控制，整體控制育秧大棚的生長環(huán)境，為幼苗的培育提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)境。 

3.4 服務(wù)業(yè) 

人們對服務(wù)業(yè)的需求非常大，目的是方便人們的日常生活，特別是在電子產(chǎn)品上，更是體現(xiàn)出服務(wù)業(yè)對電氣自動化控制技術(shù)的需求。生活中的電子產(chǎn)品，大多應(yīng)用了電氣自動化控制技術(shù)，如：智能手機、ipad、跑步機等，表明電氣自動化對服務(wù)業(yè)市場的推進作用[4]。近幾年，電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，由服務(wù)業(yè)的電子產(chǎn)品，逐步轉(zhuǎn)型到企業(yè)內(nèi)，例如：餐飲服務(wù)中的“機器換人”概念，餐廳內(nèi)，機器人取代人工服務(wù)，提供點菜、傳菜等服務(wù)，機器人是餐飲業(yè)的發(fā)展趨勢，表明電氣自動化控制技術(shù)的重要性，此項技術(shù)在“機器換人”中，起到自動化的控制作用，是機器人開發(fā)中不可缺少的技術(shù)。 

4 結(jié)束語 

電氣自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，表明了該項技術(shù)在行業(yè)運營中的重要性，滿足我國社會行業(yè)建設(shè)的基本需求。根據(jù)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，落實發(fā)展策略，充分發(fā)揮電氣自動化控制技術(shù)的潛力，保障其在未來的應(yīng)價值。電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的需求，由此才能規(guī)范控制技術(shù)的實踐應(yīng)用。

 

     

參考文獻 

[1]賢陽.應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展是工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵—2007年紐倫堡電氣自動化（系統(tǒng)和部件）展覽會紀實[J].自動化博覽，2008，Z1：28-30. 

[2]吳琦.煤礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的應(yīng)用[J].硅谷，2015，3：118+120. 

篇（7）

一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機電一體化產(chǎn)品

機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad／cam系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造；在已改造的近6500臺機床設(shè)備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應(yīng)用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計，cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%)；cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%，中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%；到“九五”時，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風(fēng)機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機電一體化產(chǎn)品210種，機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內(nèi)先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)

北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。

1.北京應(yīng)用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階

國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和pid技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對應(yīng)該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機床高備改造要達新水平

對機床設(shè)備的改造重點應(yīng)放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機電泵改造要攀新高度

風(fēng)機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風(fēng)機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍；采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用cad／cam技術(shù)，工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·plc的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的plc生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策

(一)加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃

目前，北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!

(二)強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標、招標工作……

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。

在經(jīng)濟政策上，要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

篇（8）

引言

電機電腦節(jié)電無觸點軟起動器是近年來在國內(nèi)出現(xiàn)的新技術(shù)，具有節(jié)電效率高，軟起動特性好等特點。對于我公司這樣的大型企業(yè)，在動力設(shè)備中的應(yīng)用，節(jié)能降耗的意義將十分重大。我公司具有中、小型異步電動機600余臺，裝機容量7000KW。電能消耗是一筆大的數(shù)目。例如：一廠區(qū)鍋爐房使用軟起動器后，2臺75KW加壓水泵，一個采暖期運行4300小時，就可節(jié)電79200Kwh；一臺37KW的粉碎機，一個采暖期可節(jié)電2800Kwh。節(jié)約電能的同時維修費用也降低。

一、電動機軟起動器的節(jié)電原理

在生產(chǎn)實際當(dāng)中，一些電氣設(shè)備經(jīng)常處于空載或輕載狀態(tài)下運行，輕載或空載的電動機在額定電壓的工作條件下，效率和功率因數(shù)均很低，造成電能大量浪費。

衡量電動機節(jié)電性能的重要指標為電機空載或輕載時最低運行電壓的大小，即功率因數(shù)CosΦ的大小。為了說明電動機在不同負載的情況下運行，電壓U與功率因數(shù)CosΦ的關(guān)系，以Y132S-4型，5.5KW三相異步電動機為例。

CosΦ的大小反應(yīng)了負載的變化。軟起動器正是利用微機技術(shù)，用單片機作CPU，用可控硅作為執(zhí)行元件，實時檢測電流和電壓滯后角，即功率因數(shù)Φ角，輸入給單片機，單片機根據(jù)最佳控制算法，輸出觸發(fā)脈沖，調(diào)整可控硅的導(dǎo)通角，即可調(diào)整可控硅的輸出電壓，使空載或輕載運行時降低電機的端電壓，可使電機的鐵損大大減小，同時也可減小電機定子銅損，從而減小電機空載或輕載時的輸入功率，也就減小了電機有功和無功損耗，提高了功率因數(shù)，實現(xiàn)了節(jié)電控制。

二、電動機軟起動技術(shù)

電動機傳統(tǒng)的起動方式有全壓起動和將壓起動，軟起動是一種完全區(qū)別于全壓和降壓起動的新的起動方式，是電子過程控制技術(shù)。所謂軟起動，是以斜坡控制方式起動，使電動機轉(zhuǎn)速平滑，逐步提高到額定轉(zhuǎn)速。按照電動機起動電流大小進行分類，全壓和降壓起動屬于大電流起動方式，軟起動屬于小電流起動方式。

全壓起動，起動電流是額定電流的4-7倍，起動沖擊電流是起動電流的1.5-1.7倍；起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩不相應(yīng)增大，Ts=KtTn＝K(0.9-1.3)Tn。

降壓起動，可部分減小起動電流，起動轉(zhuǎn)矩下降到額定電壓的K2倍。降壓起動是輕載起動，有起動沖擊電流、起動電流及二次沖擊電流；二次沖擊電流同樣對配電系統(tǒng)有麻煩。

全壓和降壓起動的大電流，致使電動機諧波磁勢增大，增大后的諧波磁勢又加劇了附加轉(zhuǎn)矩，附加轉(zhuǎn)矩是電機起動時產(chǎn)生震動和噪音的原因。

全壓和降壓起動，都要受單位時間內(nèi)起動次數(shù)的限制。電動機本身的發(fā)熱主要建立在短時間大電流時。如通過6倍額定電流，溫升為8-15℃/S；起動裝置的自耦變壓器或交流接觸器起動引起堆積熱；如交流接觸器一般要求起動次數(shù)每分鐘不超過10次。而軟起動器可頻繁操作，具有①電動機起動電流小，溫升低；②軟起動器采用的無觸點電子元件，除大功率可控硅外，工作時溫升很低。

此外，軟起動器還具有多種保護功能，配合硬件電路，軟件設(shè)計有過載、斷相、欠壓、過壓等保護程序，動作可靠程度高。歸納起來，軟起動器很好的解決了全壓和降壓起動電流過大及其派生的許多問題。

三、軟起動器在動力設(shè)備上的應(yīng)用

軟起動器箱內(nèi)面板上設(shè)有兩個速率微動開關(guān)，分別對應(yīng)四種起動速率：重載、次重載、次輕載、輕載，起動時間分別是90S、70S、65S、60S。使用時根據(jù)起動負載選相應(yīng)的起動速率。例如我公司供水泵電動機的起動：供水泵電動機起動的阻轉(zhuǎn)矩，主要由水的靜壓、慣性、管道阻力、水泵的機械慣性和靜動摩擦等構(gòu)成。水的阻力，水泵的機械慣性、阻力均與水泵的轉(zhuǎn)速，加速度及葉輪的直經(jīng)有關(guān)，速度低時阻力小。水的靜壓阻力與揚程有關(guān)，水泵起動時，由于水管中止回閥的作用，靜壓與摩擦不同時起作用，有利于起動。供水泵起動阻轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的30％，屬于輕載起動。在實際應(yīng)用中供水泵電機輕載運行者居多，節(jié)電潛力大。

引風(fēng)機用電動機的起動：其起動轉(zhuǎn)矩與離心式水泵類似，阻轉(zhuǎn)矩都與轉(zhuǎn)速成正比，但是，風(fēng)機與水泵的結(jié)構(gòu)不同，風(fēng)機的轉(zhuǎn)動慣量比水泵大的多，空氣的流動性比水小，如果風(fēng)機不關(guān)風(fēng)閥起動，將因空氣升能，管道阻力，摩擦阻力等因素，致使風(fēng)機起動比水泵難，起動加速的時間較長，風(fēng)機起動屬重載起動。

風(fēng)機輸送的流體——煙氣的溫度也是影響風(fēng)機負荷量大小的重要因素。溫度不同，煙氣的容量及密度變化大，溫度低時，煙氣似凝滯狀態(tài)，風(fēng)機負荷量增大。鍋爐開爐之初，爐膛內(nèi)溫度低，一般需要30分鐘爐溫才能升上來，這段時間里，引風(fēng)機處于超負荷運行階段。如：一臺引風(fēng)機配用電機22KW，輸送的煙氣溫度200℃，容量7.3N/m3。如輸送煙氣溫度20℃時，負載功率：

N＝KYQH/η＊1/ηt＝27.78KW

式中：

K——電機容量儲備系數(shù)，對引風(fēng)機取1.3。

Y——流體容量(N/m3)

Q——風(fēng)機流量(m3/h)

H——全壓(Kgf/m2)

η、ηt——風(fēng)機效率

篇（9）

1引言

國際整流器公司IR、飛利浦公司和意法半導(dǎo)體公司ST是生產(chǎn)熒光燈電子鎮(zhèn)流器控制芯片和功率器件的三大著名廠商。IR2520是IR公司繼IR2156、IR21571、IR21593、IR2166和IR2167之后推出的又一款自適應(yīng)零電壓開關(guān)ZVS鎮(zhèn)流器控制器。它采用8腳PDIP封裝（IR2520D)和8腳SOIC封裝（IR2520S)，由于IR公司已在該芯片內(nèi)集成了自適應(yīng)鎮(zhèn)流器控制器和600V半橋驅(qū)動器。因而可方便地驅(qū)動30W以下緊湊型熒光燈CFL（俗稱節(jié)能燈)。IR2520的主要特點如下：

集成有600V的半橋驅(qū)動器、高壓自舉二極管及15．6V的VCC齊納箝位二極管；

內(nèi)置0～5VDC電壓控制振蕩器；

由于采用自適應(yīng)ZVS技術(shù)，故器件功耗很小；

具有波峰因數(shù)檢測過電流保護功能，可省去外部電流感測電阻；

最小頻率正常燃點時的工作頻率可編程；

啟動電流很小（150μA)。

2結(jié)構(gòu)功能及工作參數(shù)

IR2520芯片的內(nèi)部電路組成如圖1所示。表1列出了IR2520的引腳功能。IR2520的推薦工作條件如表2所列。在表2中，VCCUV＋13．2V是Vcc導(dǎo)通門限電壓；VCLAMP(15．6V）為VCC齊納箝位電壓。

表1IR2520的引腳功能

引腳名稱功能

1Vcc電源電壓

2COMIC信號和電源地

3FMIN最小頻率設(shè)定

4VCO電壓控制振蕩器輸入

5LO低端柵極驅(qū)動器輸出

6VS高端浮置電源回復(fù)

7HO高端柵極驅(qū)動器輸出

8VB高端柵極驅(qū)動器浮置電源

表2推薦工作條件

符號參數(shù)定義最小值最大值單位

Vcc電源電壓VCCUV+VCLAMPV

Icc電源電流610mA

RFMIN最低頻率設(shè)定電阻10100kΩ

VvcoVCO腳電壓05V

Tj結(jié)溫-25125℃

3應(yīng)用電路

由IR2520組成的緊湊型熒光燈CFL電子鎮(zhèn)流器電路如圖2所示。該鎮(zhèn)流器的AC輸入電壓可從180V直到270V，輸出端可配接7～32W的燈管。

圖2中，F(xiàn)1為浪涌電流

限制電阻，BR為橋式整流器，C1和L1組成LC濾波電路，IR2520和外部元件組成半橋變換器，DCP1、DCP2和CCP組成電荷泵電路，LRES和CRES等組成LC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。由于C2＝C3CRES，因此，LC諧振電路頻率f0主要由LRES和CRES決定f0≈1／2π√LRESCRES。當(dāng)LRES和CRES發(fā)生串聯(lián)諧振時，CRES上產(chǎn)生的高壓脈沖施加到燈管上，即可使燈管擊穿而點亮。一旦燈被啟動，LRES只起穩(wěn)流作用。

下面對圖2中各部分的主要功能作以說明：

3．1欠壓鎖定（UVLO)模式

當(dāng)圖2中的啟動電路工作時，流過啟動電阻RSUPPLY的電流將對啟動電容CVCC進行充電，并使CVCC上的電壓逐漸升高。在VCC腳電壓達到啟動門限電平13．2V之前，電源電流IQCC約為150μA，IC腳3和腳4上的電壓VFMIN和VVCO均為0V，半橋截止。一旦腳VCC上的電壓超過13．2V，IC將導(dǎo)通并開始振蕩。

圖2

IC內(nèi)自舉二極管和VB腳與VS腳之間的電容CBOOT可用于決定IC內(nèi)高端驅(qū)動器電路的電壓，IC外部的二極管DCP1、DCP2和電容CCP組成的電荷泵電路可用于為IC低端驅(qū)動電路提供工作電壓。IC啟動之后，LO腳上的驅(qū)動輸出首先使功率開關(guān)M2導(dǎo)通，然后由VCC通過自舉二極管對自舉電容充電。當(dāng)CBOOT上的電壓超過9V時，IC高端驅(qū)動器被使能。而在高端與低端驅(qū)動器之間的1．5μs死區(qū)時間內(nèi)，控制電路可用于保證半橋高端開關(guān)M1和低端功率開關(guān)M2不會發(fā)生直通。

3．2頻率掃描模式

一旦VCC腳上電壓超過13．2V，IR2520將進入頻率掃描模式。此時，IR2520內(nèi)部的電流源將對VCO腳外部電容CVCO充電，從而使腳VCO上的電壓從0V線性增加，同時使VCO振蕩從最大值開始線性降低。當(dāng)頻率降至鎮(zhèn)流器輸出級LC串聯(lián)諧振頻率時，LC電路發(fā)生諧振并產(chǎn)生高壓將燈點亮。只要燈啟動成功，VCO腳上的電壓將一直升高到5．2V，頻率f則降至最小值fMIN。當(dāng)VVCO超過2V以后，ZVS和波峰因數(shù)峰值電流與平均值電流之比值檢測均被使能。當(dāng)f與fMIN相等時，F(xiàn)MIN腳上的電壓VFMIN為5．1V。

3．3正常運行模式

在燈點火之后，鎮(zhèn)流器輸出級變?yōu)榈蚎值RCL電路，此時VVCO被限制在5．2V，頻率降至fMIN，實際上，這時的最低工作頻率即是燈正常燃點時的工作頻率。該狀態(tài)下的燈功率由諧振電感(扼流圈LRES）、諧振電容(燈啟動電容CRES）、DC總線電壓VBUS和fMIN共同確定。如果發(fā)生非ZVS，即在死區(qū)時間內(nèi)也就是兩個開關(guān)M1與M2之間的非交迭時間(電壓不能回落到零（在低端開關(guān)M2導(dǎo)通之前，會有一個電壓橫跨低端開關(guān)）。IC腳VCO上的電壓VVCO將因外部電容CVCO的充電電流減小而降低，從而引起頻率升高。通過VS感測和自適應(yīng)ZVS控制邏輯可使IC自動保持ZVS操作。由圖可知，VCO腳外部電容CVCO的充電電流受該腳內(nèi)部MOS晶體管控制，進而控制VCO腳上的電壓和振蕩頻率。

當(dāng)IC外部高端開關(guān)M1接通時，IC腳VS上的電壓即為DC干線電壓。IR2520的600V高壓工藝允許VS腳進行精密測量，并能承受DC干線高壓。

3．4故障模式

篇（10）

固態(tài)繼電器(SOLIDSTATERELAYS)，簡寫成“SSR”，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無觸點開關(guān)器件，它利用電子元件(如開關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件)的開關(guān)特性，可達到無觸點無火花地接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關(guān)”，它問世于70年代，由于它的無觸點工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計算機控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。

一、固態(tài)繼電器的原理及結(jié)構(gòu)

SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關(guān)，不能混用。

圖1

下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理，圖1是它的工作原理框圖，圖1中的部件①-④構(gòu)成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D)，是一種四端器件。工作時只要在A、B上加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，實現(xiàn)“開關(guān)”的功能，其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯(lián)系，以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏、響應(yīng)速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高；由于輸入端的負載是發(fā)光二極管，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發(fā)電路的功能是產(chǎn)生合乎要求的觸發(fā)信號，驅(qū)動開關(guān)電路④工作，但由于開關(guān)電路在不加特殊控制電路時，將產(chǎn)生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網(wǎng)，為此特設(shè)“過零控制電路”。所謂“過零”是指，當(dāng)加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態(tài)；而當(dāng)斷開控制信號后，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時，SSR才為斷態(tài)。這種設(shè)計能防止高次諧波的干擾和對電網(wǎng)的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關(guān)器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設(shè)計的，一般是用“R-C”串聯(lián)吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。圖2是一種典型的交流型SSR的電原理圖。

圖2

圖3

直流型的SSR與交流型的SSR相比，無過零控制電路，也不必設(shè)置吸收電路，開關(guān)器件一般用大功率開關(guān)三極管，其它工作原理相同。不過，直流型SSR在使用時應(yīng)注意：①負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應(yīng)在負載兩端并聯(lián)一只二極管，極性如圖3所示，二極管的電流應(yīng)等于工作電流，電壓應(yīng)大于工作電壓的4倍。②SSR工作時應(yīng)盡量把它靠近負載，其輸出引線應(yīng)滿足負荷電流的需要。③使用電源屬經(jīng)交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應(yīng)足夠大。

圖4給出了幾種國內(nèi)、外常見的SSR的外形。

圖4

二、固態(tài)繼電器的特點

SSR成功地實現(xiàn)了弱信號(Vsr)對強電(輸出端負載電壓)的控制。由于光耦合器的應(yīng)用，使控制信號所需的功率極低(約十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作電平與TTL、HTL、CMOS等常用集成電路兼容，可以實現(xiàn)直接聯(lián)接。這使SSR在數(shù)控和自控設(shè)備等方面得到廣泛應(yīng)用。在相當(dāng)程度上可取代傳統(tǒng)的“線圈—簧片觸點式”繼電器(簡稱“MER”)。

SSR由于是全固態(tài)電子元件組成，與MER相比，它沒有任何可動的機械部件，工作中也沒有任何機械動作；SSR由電路的工作狀態(tài)變換實現(xiàn)“通”和“斷”的開關(guān)功能，沒有電接觸點，所以它有一系列MER不具備的優(yōu)點，即工作高可靠、長壽命(有資料表明SSR的開關(guān)次數(shù)可達108-109次，比一般MER的106高幾百倍)；無動作噪聲；耐振耐機械沖擊；安裝位置無限制；很容易用絕緣防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳。這些特點使SSR可在軍事(如飛行器、火炮、艦船、車載武器系統(tǒng))、化工、井下采煤和各種工業(yè)民用電控設(shè)備的應(yīng)用中大顯身手，具有超越MER的技術(shù)優(yōu)勢。

交流型SSR由于采用過零觸發(fā)技術(shù)，因而可以使SSR安全地用在計算機輸出接口上，不必為在接口上采用MER而產(chǎn)生的一系列對計算機的干擾而煩惱。

此外，SSR還有能承受在數(shù)值上可達額定電流十倍左右的浪涌電流的特點。

表1

參數(shù)名稱(單位)

參數(shù)值

最小

典型

最大

輸入端

直流控制電壓(V)

3.2

14

輸入電流(mA)

20

接通電壓(V)

3.2

關(guān)斷電壓(V)

1.5

反極向保護電壓(V)

15

絕緣電阻(Ω)

109

介質(zhì)耐壓(V)

1500

輸出端

額定輸出電壓(V)

25

250

額定輸出電流(A)

10

浪涌電流(A)

100

過零電壓(V)

±15

輸出壓降(V)

2.0

輸出漏電流(mA)

10

接通電間(mS）

10

關(guān)斷時間(mS)

10

工作頻率(Hz)

47

70

功率損耗(W)

1.5

關(guān)斷dV/dt(V/μs)

200

晶閘管結(jié)溫℃

110

工作溫度(℃)

-20

+80

三、主要參數(shù)與選用

功率固態(tài)繼電器的特性參數(shù)包括輸入和輸出參數(shù)，下面以北京科通繼電器總廠生產(chǎn)的GX-10F繼電器為例，列出輸入、輸出參數(shù)，詳見表1，根據(jù)輸入電壓參數(shù)值大小，可確定工作電壓大小。如采用TTL或CMOS等邏輯電平控制時，最好采用有足夠帶載能力的低電平驅(qū)動，并盡可能使“0”電平低于0.8V。如在噪聲很強的環(huán)境下工作，不能選用通、斷電壓值相差小的產(chǎn)品，必需選用通、斷電壓值相差大的產(chǎn)品，(如選接通電壓為8V或12V的產(chǎn)品)這樣不會因噪聲干擾而造成控制失靈。

輸出參數(shù)的項目較多，現(xiàn)對主要幾個參數(shù)說明如下：

1、額定輸入電壓

它是指定條件下能承受的穩(wěn)態(tài)阻性負載的最大允許電壓有效值。如果受控負載是非穩(wěn)態(tài)或非阻性的，必需考慮所選產(chǎn)品是否能承受工作狀態(tài)或條件變化時(冷熱轉(zhuǎn)換、靜動轉(zhuǎn)換、感應(yīng)電勢、瞬態(tài)峰值電壓、變化周期等)所產(chǎn)生的最大合成電壓。例如負載為感性時，所選額定輸出電壓必須大于兩倍電源電壓值，而且所選產(chǎn)品的阻斷(擊穿)電壓應(yīng)高于負載電源電壓峰值的兩倍。如在電源電壓為交流220V、一般的小功率非阻性負載的情況下，建議選用額定電壓為400V—600V的SSR產(chǎn)品；但對于頻繁啟動的單相或三相電機負載，建議選用額定電壓為660V—800V的SSR產(chǎn)品。

2、額定輸出電流和浪涌電流

額定輸出電流是指在給定條件下(環(huán)境溫度、額定電壓、功率因素、有無散熱器等)所能承受的電流最大的有效值。一般生產(chǎn)廠家都提供熱降額曲線。如周圍溫度上升，應(yīng)按曲線作降額使用。

浪涌電流是指在給定條件下(室溫、額定電壓、額定電流和持續(xù)的時間等)不會造成永久性損壞所允許的最大非重復(fù)性峰值電流。交流繼電器的浪涌電流為額定電流的5-10倍(一個周期)，直流產(chǎn)品為額定電流的1.5-5倍(一秒)。在選用時，如負載為穩(wěn)態(tài)阻性，SSR可全額或降額10%使用。對于電加熱器、接觸器等，初始接通瞬間出現(xiàn)的浪涌電流可達3倍的穩(wěn)態(tài)電流，因此，SSR降額20%-30%使用。對于白織燈類負載，SSR應(yīng)按降額50%使用，并且還應(yīng)加上適當(dāng)?shù)谋Ｗo電路。對于變壓器負載，所選產(chǎn)品的額定電流必須高于負載工作電流的兩倍。對于負載為感應(yīng)電機，所選SSR的額定電流值應(yīng)為電機運轉(zhuǎn)電流的2—4倍，SSR的浪涌電流值應(yīng)為額定電流的10倍。

固態(tài)繼電器對溫度的敏感性很強，工作溫度超過標稱值后，必須降熱或外加散熱器，例如額定電流為10A的JGX—10F產(chǎn)品，不加散熱器時的允許工作電流只有10A。

四、應(yīng)用電路

1、基本單元電路

如圖5a所示為穩(wěn)定的阻性負載，為了防止輸入電壓超過額定值，需設(shè)置一限流電阻Rx；當(dāng)負載為非穩(wěn)定性負載或感性負載時，在輸出回路中還應(yīng)附加一個瞬態(tài)抑制電路，如圖5b所示，目的是保護固態(tài)繼電器。通常措施是在繼電器輸出端加裝RC吸收回路(例如：R=150Ω，C=0.5μF或R=39Ω，C=0.1μF)，它可以有效的抑制加至繼電器的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率dv/dt。在設(shè)計電路時，建議用戶根據(jù)負載的有關(guān)參數(shù)和環(huán)境條件，認真計算和試驗RC回路的選值。另一個常用的措施是在繼電器輸出端接入具有特定鉗位電壓的電壓控制器件，如雙向穩(wěn)壓二極管或壓敏電阻(MOV)。壓敏電阻電流值應(yīng)按下式計算：

Imov=(Vmax-Vmov)/ZS

其中ZS為負載阻抗、電源阻抗以及線路阻抗之和，Vmax、Vmov分別為最高瞬態(tài)電壓、壓敏電阻的標稱電壓，對于常規(guī)的220V和380V的交流電源，推薦的壓敏電阻的標稱電壓值分別為440-470V和760-810V。

在交流感性負載上并聯(lián)RC電路或電容，也可抑制加至SSR輸出端的瞬態(tài)電壓和電壓指數(shù)上升率。

但實驗表明，RC吸收回路，特別是并聯(lián)在SSR輸出端的RC吸收回路，如果和感性負載組合不當(dāng)，容易導(dǎo)致振蕩，在負載電源上電或繼電器切換時，加大繼電器輸出端的瞬變電壓峰值，增大SSR誤導(dǎo)通的可能性，所以，對具體應(yīng)用電路應(yīng)先進行試驗，選用合適的RC參數(shù)，甚至有時不用RC吸收電路更有利。

對于容性負載引起的浪涌電流可用感性元件抑制，如在電路中引入磁干擾濾波器、扼流圈等，以限制快速上升的峰值電流。

另外，如果輸出端電流上升變化率(di/dt)很大，可以在輸出端串聯(lián)一個具有高磁導(dǎo)率的軟化磁芯的電感器加以限制。

圖5

通常SSR均設(shè)計為“常開”狀態(tài)，即無控制信號輸入時，輸出端是開路的，但在自動化控制設(shè)備中經(jīng)常需要“常閉”式的SSR，這時可在輸入端外接一組簡單的電路，如圖5c所示，這時即為常閉式SSR。

2、多功能控制電路

圖6a為多組輸出電路，當(dāng)輸入為“0”時，三極管BG截止，SSR1、SSR2、SSR3的輸入端無輸入電壓，各自的輸出端斷開；當(dāng)輸入為“1”時，三極管BG導(dǎo)通，SSR1、SSR2、SSR3的輸入端有輸入電壓，各自的輸出端接通，因而達到了由一個輸入端口控制多個輸出端“通”、“斷”的目的。

圖6b為單刀雙擲控制電路，當(dāng)輸入為“0”時，三極管BG截止，SSR1輸入端無輸入電壓，輸出端斷開，此時A點電壓加到SSR2的輸入端上(UA-UDW應(yīng)使SSR2輸出端可靠接通)，SSR2的輸出端接通；當(dāng)輸入為“1”時，三極管BG導(dǎo)通，SSR1輸入端有輸入電壓，輸出端接通，此時A點雖有電壓，但UA-UDW的電壓值已不能使SSR2的輸出端接通而處于斷開狀態(tài)，因而達到了“單刀雙擲控制電路”的功能(注意：選擇穩(wěn)壓二極管DW的穩(wěn)壓值時，應(yīng)保證在導(dǎo)通的SSR1“+”端的電壓不會使SSR2導(dǎo)通，同時又要兼顧到SSR1截止時期“+”端的電壓能使SSR2導(dǎo)通)。

圖6

3、用計算機控制電機正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動電路

圖7計算機控制單相交流電機正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動電路，在換向控制時，正反轉(zhuǎn)之間的停滯時間應(yīng)大于交流電源的1.5個周期(用一個“下降沿延時”電路來完成)，以免換向太快而造成線間短路。電路中繼電器要選用阻斷電壓高于600V和額定電壓為380V以上的交流固態(tài)繼電器。

圖7計算機控制單相交流電機正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動電路

為了限制電機換向時電容器的放電電流，應(yīng)在各回路中外加一只限流電阻Rx，其阻值和功率可按下式計算：

Rx=0.2×VP/IR(Ω),P=Im2Rx

其中：VP—電源峰值電壓(V)；IR—固態(tài)繼電器額定電流(A)；Im—電機運轉(zhuǎn)電流(A)；P—限流電阻功率(W)

圖8計算機控制三相交流電機正反轉(zhuǎn)的接口及驅(qū)動電路

篇（11）

1電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循的原則

電氣節(jié)能設(shè)計既不能以犧牲建筑功能､損害使用需求為代價,也不能盲目增加投資､為節(jié)能而節(jié)能｡因此,電氣節(jié)能設(shè)計應(yīng)遵循以下原則:

(1)適用性｡就是基于滿足在建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好人工環(huán)境提供必要的能源,為建筑設(shè)備運行提供必需的動力,按照用電設(shè)備對于負荷容量､電能質(zhì)量與供電可靠性等方面的要求,來優(yōu)化供配電設(shè)計,促進電能合理利用｡

(2)實際性｡要充分考慮實際經(jīng)濟效益,合理選用節(jié)能設(shè)備及材料,使節(jié)能增加的投資能在較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用收回｡

(3)節(jié)能性｡應(yīng)考慮采取措施減少或消除與發(fā)揮建筑物功能無關(guān)的消耗,比如電氣設(shè)備自身的電能消耗,傳輸線路上的電能消耗等等｡這應(yīng)該是節(jié)能的著眼點｡

2電氣節(jié)能設(shè)計技術(shù)的合理利用

2.1照明部分的節(jié)能

因建筑照明量大而面廣,故照明節(jié)能的潛力很大｡在滿足照度､色溫､顯色指數(shù)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求的前提下,照明節(jié)能設(shè)計應(yīng)從下列幾方面著手:

(1)采用符合要求的照度標準｡各類建筑按照《建筑照明設(shè)計標準》要求選擇合理的照度標準｡同時對要求照度較高的場所盡量采用混合照明方式,突出重點部分｡

(2)使用高效光源｡采用T5､T8直管熒光燈,小功率陶瓷金屬鹵化物燈等｡

(3)選用合理的照明燈具｡選用效率高,易清掃和換燈的照明燈具｡

(4)充分利用太陽光｡通過外窗利用天然光;適部位采用太陽能燈;利用太陽光采光技術(shù)｡

(5)考慮照明環(huán)境｡照明環(huán)境裝修多考慮淺色､光澤的表面,可增加光反射,無論天然光還是人工照明光,均可提高照度｡2.2合理設(shè)計供配電系統(tǒng)及線路

根據(jù)負荷容量,供電距離及分布,用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡單可靠,操作方便｡變配電所應(yīng)盡量靠近負荷中心,以縮短配電半徑減少線路損耗｡合理選擇變壓器的容量和臺數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現(xiàn)經(jīng)濟運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗｡

配電系統(tǒng)節(jié)電有多種途徑,一種為采用高科技的瞬流抑制專用快速開關(guān)元件的組合,有效過濾電網(wǎng)電路中的瞬流浪涌,保護末端設(shè)備不受其影響或損壞;減少由此引起的用電設(shè)備能耗的增加,提高設(shè)備的運行效率,降低運行成本和設(shè)備維護費用,延長設(shè)備的使用壽命,具有節(jié)電和保護設(shè)備的雙重功效,另一種為分相智能無功補償｡

2.3提高系統(tǒng)的功率因數(shù)

(1)正確設(shè)計和選用變流裝置,對直流設(shè)備的供電和勵磁,應(yīng)采用硅整流或晶閘管整流裝置,取代變流機組､汞弧整流器等直流電源設(shè)備｡

(2)限制電動機和電焊機的空載運轉(zhuǎn)｡設(shè)計中對空載率大于50%的電動機和電焊機,可安裝空載斷電裝置;對大､中型連續(xù)運行的膠帶運輸系統(tǒng),可采用空載自停控制裝置;對大型非連續(xù)運轉(zhuǎn)的異步籠型風(fēng)機､泵類電動機,宜采用電動調(diào)節(jié)風(fēng)量､流量的自動控制方式,以節(jié)省電能｡

(3)條件允許時,采用功率因數(shù)較高的等容量同步電動機代替異步電動機,在經(jīng)濟合算的前提下,也可采用異步電機同步化運行｡

2.4建筑電氣新技術(shù)的應(yīng)用

為解決傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)能源浪費大的問題,新一代建筑電氣技術(shù)正在試圖采用各種先進的控制方式對傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備進行有效的控制｡

另外,通過中控電腦則可監(jiān)視和控制整個建筑的燈光､遮陽及空調(diào)設(shè)備,同時可以看到各區(qū)域､各房間的實際溫度,并可設(shè)定各房間可調(diào)節(jié)溫度的上下限;通過定時則可對定時上下班場所的燈光!空調(diào)､窗簾等進行定時控制｡所有這些措施都可以達到節(jié)能的目的,有效地降低建筑電氣的能耗｡

民用建筑的節(jié)能潛力很大,建筑電氣設(shè)計應(yīng)充分考慮選擇高效率的節(jié)能設(shè)備,應(yīng)用先進的設(shè)計技術(shù),按照節(jié)能標準進行設(shè)計,為人們提供健康､舒適､安全的居住､工作和活動空間｡